Servo -motorer og robotter transformerer additive applikationer. Lær de nyeste tip og applikationer, når du implementerer robotautomation og avanceret bevægelseskontrol til additiv og subtraktiv fremstilling, samt hvad der er næste: tænk hybrid additive/subtractive metoder.
Fremme automatisering
Af Sarah Mellish og Rosemary Burns
Vedtagelsen af strømkonverteringsenheder, bevægelseskontrolteknologi, ekstremt fleksible robotter og en eklektisk blanding af andre avancerede teknologier driver faktorer for den hurtige vækst af nye fabrikationsprocesser på tværs af det industrielle landskab. Revolutionering af, hvordan prototyper, dele og produkter fremstilles, additive og subtraktive fremstilling er to primære eksempler, der har givet effektiviteten og omkostningsbesparelsesfremstillingerne søger at forblive konkurrencedygtige.
Anvendt som 3D-udskrivning, Additive Manufacturing (AM) er en ikke-traditionel metode, der normalt bruger digitale designdata til at skabe solide tredimensionelle objekter ved at smelte materialer lag efter lag nedenfra og op. Ofte fremstiller dele af næsten net-form (NNS) dele uden affald, brugen af AM til både basale og komplekse produktdesign fortsætter med at gennemsyre industrier som bilindustrien, rumfart, energi, medicinsk, transport og forbrugerprodukter. Tværtimod indebærer den subtraktive proces at fjerne sektioner fra en blok af materiale ved høj præcisionsskæring eller bearbejdning for at skabe et 3D -produkt.
På trods af centrale forskelle er de additive og subtraktive processer ikke altid gensidigt eksklusive - da de kan bruges til at komplimentere forskellige stadier af produktudvikling. En tidlig konceptmodel eller prototype oprettes ofte af additivprocessen. Når dette produkt er afsluttet, kan der kræves større batches, hvilket åbner døren til subtraktiv fremstilling. For nylig, hvor tiden er af essensen, anvendes hybridadditive/subtraktive metoder til ting til ting som at reparere beskadigede/slidte dele eller skabe kvalitetsdele med mindre ledetid.
Automatiser fremad
For at imødekomme strenge kundebehov integrerer fabrikanter en række trådmaterialer som rustfrit stål, nikkel, kobolt, krom, titan, aluminium og andre forskellige metaller i deres del, startende med et blødt, men stærkt underlag og efterbehandling med et hårdt, slid -resistente komponent. Til dels har dette afsløret behovet for højtydende løsninger til større produktivitet og kvalitet i både additive og subtraktive produktionsmiljøer, især hvor processer som Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), WAAM-subtraktivt, laserbeklædding-subtraktivt eller dekoration er bekymrede. Højdepunkter inkluderer:
- Avanceret servoteknologi:For bedre at tackle tid til markedets mål og kundesignspecifikationer, hvor dimensionel præcision og finishkvalitet er bekymret, henvender slutbrugere sig til avancerede 3D-printere med servosystemer (over trinmotorer) for optimal bevægelseskontrol. Fordelene ved Servo-motorer, såsom Yaskawas Sigma-7, drejer additivprocessen på hovedet og hjælper fabrikanter med at overvinde almindelige problemer via printer-boosting-kapaciteter:
- Vibrationsundertrykkelse: Robuste Servo Motors kan prale af vibrationsundertrykkelsesfiltre såvel som anti-resonans- og hakfiltre, hvilket giver ekstremt glat bevægelse, der kan eliminere de visuelt ubehagelige trappede linjer forårsaget af steppermotor drejning.
- Hastighedsforbedring: En udskrivningshastighed på 350 mm/sek er nu en realitet, der mere end fordobler den gennemsnitlige udskrivningshastighed for en 3D -printer ved hjælp af en trinmotor. Tilsvarende kan en rejsehastighed på op til 1.500 mm/sek opnås ved hjælp af roterende eller op til 5 meter/sek. Ved hjælp af lineær servoteknologi. Den ekstremt hurtige accelerationskapacitet, der leveres gennem servoer med højtydende, gør det muligt at flytte 3D-udskrivningshoveder hurtigere ind i deres rette positioner. Dette går langt for at lindre behovet for at bremse et helt system ned for at nå den ønskede finishkvalitet. Efterfølgende betyder denne opgradering i bevægelse kontrol også, at slutbrugere kan fremstille flere dele i timen uden at ofre kvalitet.
- Automatisk tuning: Servosystemer kan uafhængigt udføre deres egen brugerdefinerede indstilling, hvilket gør det muligt at tilpasse sig ændringer i mekanikken i en printer eller afvigelser i en trykproces. 3D -steppermotorer bruger ikke positionsfeedback, hvilket gør det næsten umuligt at kompensere for ændringer i processer eller uoverensstemmelser i mekanik.
- Feedback til koder: Robuste servosystemer, der tilbyder absolut kodefeedback, behøver kun at udføre en homing -rutine en gang, hvilket resulterer i større oppetid og omkostningsbesparelser. 3D -printere, der bruger steppermotoriske teknologi, mangler denne funktion og skal hjemmeles, hver gang de er tændt.
- Feedback Sensing: En ekstruder af en 3D -printer kan ofte være en flaskehals i trykprocessen, og en steppermotor har ikke feedback -sensing -evnen til at detektere en ekstruder marmelade - et underskud, der kan føre til ruinen af et helt trykjob. Med dette i tankerne kan Servo -systemer registrere ekstruderbackups og forhindre stripping af filament. Nøglen til overlegen udskrivningsydelse er at have et lukket sløjfe-system centreret omkring en optisk koder i høj opløsning. Servo-motorer med en 24-bit absolut højopløsningskoder kan give 16.777.216 bit af lukket loop feedbackopløsning for større akse og ekstrudernøjagtighed samt synkronisering og marmeladebeskyttelse.
- High Performance Robots:Ligesom robuste servomotorer transformerer additive applikationer, er det også robotter. Deres fremragende sti-ydeevne, stiv mekanisk struktur og High Dust Protection (IP) -vurderinger-kombineret med avanceret anti-vibrationskontrol og multiakse-kapacitet-gør meget fleksible seks-akset robotter til en ideel mulighed for de krævende processer, der omgiver brugen af 3D Printere såvel som nøglehandlinger for den subtraktive fremstilling og hybridadditive/subtraktive metoder.
Robotautomation gratis til 3D-udskrivningsmaskiner indebærer bredt håndteringen af trykte dele i multimaskininstallationer. Fra at losse individuelle dele fra udskrivningsmaskinen til at adskille dele efter en flerdelt printcyklus optimerer meget fleksible og effektive robotter operationer for større gennemstrømnings- og produktivitetsgevinster.
Med traditionel 3D -udskrivning er robotter nyttige med pulverstyring, genopfyldning af printerpulver, når det er nødvendigt, og fjerner pulver fra færdige dele. Tilsvarende opnås en anden del af efterbehandlingsopgaver, der er populære med metalfremstilling som slibning, polering, afgrænsning eller skæring. Kvalitetsinspektion såvel som emballage- og logistikbehov opfyldes også head-on med robotteknologi, der frigør fabrikanter for at fokusere deres tid på højere værditilvækst arbejde, som brugerdefineret fabrikation.
For større arbejdsemner værktøjet til lang rækkevidde industrielle robotter til direkte at flytte et 3D-printerekstruderingshoved. Dette sammen med perifere værktøjer som roterende baser, positionere, lineære spor, gantries og mere leverer det arbejdsområde, der kræves for at skabe rumlige frie formstrukturer. Bortset fra klassisk hurtig prototype bruges robotter til fremstilling af frie volumenfritformede dele, formformer, 3D-formede fagstolkonstruktioner og hybriddele med stor format. - Multi-aksemaskine-controllere:Innovativ teknologi til at forbinde op til 62 bevægelsesakser i et enkelt miljø er nu multisynkronisering af en bred vifte af industrielle robotter, servosystemer og variable frekvensdrev, der bruges i tilsætningsstoffer, subtraktive og hybridprocesser. En hel familie af enheder kan nu arbejde problemfrit sammen under fuld kontrol og overvågning af en PLC (programmerbar logisk controller) eller IEC Machine Controller, såsom MP3300IEC. Ofte programmeret med en dynamisk 61131 IEC-softwarepakke, såsom MotionWorks IEC, professionelle platforme som dette bruger velkendte værktøjer (dvs. Reprap G-Codes, funktionsblokdiagram, struktureret tekst, stigediagram osv.). For at lette let integration og optimere maskinopfanget, er færdige værktøjer som kompensation af sengenudnyttelse, ekstrudertrykskontrol, flere spindel- og ekstruderkontrol inkluderet.
- Avancerede fremstillingsbrugergrænseflader:Meget gavnlig for applikationer inden for 3D-udskrivning, formskæring, maskinværktøj og robotik, forskellige softwarepakker kan hurtigt levere en let at lave grafisk maskingrænseflade, hvilket giver en vej til større alsidighed. Designet med kreativitet og optimering i tankerne giver intuitive platforme, som Yaskawa Compass, producenterne mulighed for at mærke og nemt tilpasse skærme. Fra at inkludere kernemaskineattributter til at imødekomme kundebehov, kræves der lidt programmering-da disse værktøjer giver et omfattende bibliotek med forudbyggede C# plug-ins eller muliggør import af brugerdefinerede plug-ins.
Rise over
Mens de enkelte additive og subtraktive processer forbliver populære, vil der forekomme et større skift mod hybridadditiv/subtraktiv metode i løbet af de næste par år. Forventes at vokse med en sammensat årlig vækstrate (CAGR) på 14,8 procent i 20271, Hybrid Additive Manufacturing Machine -markedet er klar til at imødekomme Uptick i at udvikle kundebehov. For at stige over konkurrencen skal producenterne veje fordele og ulemper ved hybridmetoden til deres operationer. Med evnen til at producere dele efter behov, til en større reduktion i carbon footprint, giver Hybrid Additive/Subtractive -processen nogle attraktive fordele. Uanset hvad skal de avancerede teknologier til disse processer ikke overses og bør implementeres på butiksgulve for at lette større produktivitet og produktkvalitet.
Posttid: Aug-13-2021
